JP3218145U - 慣性回転締め付け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる慣性部品を本体に装着でき、慣性モーメント及び回転トルクを変化させることができる回転締め付け装置を提供する。【解決手段】回転する本体２０と、本体の周面に設けられる環状の歯接部２６と、慣性部品４０と、慣性部品の軸方向に設けられる歯穴４２と、歯接部の周面または歯穴の穴壁に設けられる係合溝２８と、歯穴の穴壁または歯接部に周設される嵌溝４６と、係合溝及び嵌溝に嵌る弾性留め具５０と、を有する慣性回転締め付け装置であり、慣性部品の歯穴は本体の歯接部と噛合するか、または分離する。使用時に、異なる質量の慣性部品を本体に装着することで、回転締め付け装置の慣性モーメント及び回転トルクを変化させることができ、最適なネジ締めが可能となる。【選択図】図２

Description

本考案は、固定具を締めるまたは緩める装置に関し、詳しくは、回転慣性を有する慣性回転締め付け装置に関する。

固定具とは、例えば、ボルト、ナットなどのネジ部品であり、ものの結合に用いられ、各種分野で広く使用されている。操作効率を求めるために、通常は電動工具（例えば、インパクトレンチ）と回転装置を配合してネジ部品を回転させる操作方法を用い、上記回転装置としてスリーブがよく用いられる。また、電動工具及びスリーブによるネジ部品の締めまたは緩め能力を高めるために、先行技術はスリーブの外周面より外径が少し大きい慣性部品を周設した（特許文献１）。米国特許公開号 第US2012/0255749A1号「ROTARY IMPACT DEVICE」特許に開示されているように、上記慣性部品の慣性モーメントよりスリーブの回転トルクを高めることで、ネジ部品を回転させる電動工具及びスリーブの作用力を増加させる。

上記の米国特許に開示されているように、スリーブに一体型の慣性部品を設置することは、ネジ部品を回転させる回転トルクを高めることはできるが、まだ改善すべき点が残っている。異なる場合、異なる物品のネジ部品のサイズは異なるが、スリーブの慣性部品とスリーブが一体生成されたため、慣性部品の交換ができない。一体型の慣性部品が本スリーブに提供する慣性モーメント及び回転トルクは固定であり、各種サイズのネジ部品に適用できない。そのため、小さいサイズのネジ部品に使用する場合、ネジ部品に対する回転トルクが大き過ぎるため、ネジが過度に引き締められ、ネジが破損される。逆に、大きいサイズのネジ部品に使用する場合、回転トルクが足りないため、ネジを確実に締めることができない。

本考案は、上記問題点を解決するものであり、主な目的は、回転慣性を有する回転締め付け装置を提供し、上記回転締め付け装置に慣性モーメントを変換可能な設計を持たせることである。

本考案のそれ以外の目的は、慣性部品を変換可能な慣性回転締め付け装置を提供することである。

本考案は、軸方向を中心として回転し、両端にはそれぞれ連動端と駆動端が設けられ、前記連動端は電動工具と結合され、前記駆動端は固定具を回転させる本体と、前記本体の周面に設けられる環状の歯接部と、軸方向に歯穴が設けられ、前記歯穴と前記本体の歯接部が歯合するか、または分離する慣性部品と、前記歯接部の周面または前記歯穴の穴壁に設けられ、開口部は広くて内部は狭い構造の環状係合溝と、前記歯穴の穴壁または前記歯接部の周面に設けられる環状嵌溝と、周縁が前記係合溝及び前記嵌溝に嵌る環状の弾性留め具と、を有する慣性回転締め付け装置を提供する。

以上より、前記慣性部品は前記本体と結合するが、分離できるため、異なる慣性部品を前記本体に装着することが可能になり、前記回転締め付け装置の慣性モーメント及び回転トルクを変化させることができる。

前記係合溝は、前記連動端に近い後溝壁及び前記駆動端に近い前溝壁を有する。前記前溝壁の抵抗力が前記後溝壁より大きく、前記留め具が前記前溝壁により前記係合溝から離脱しにくくなり、前記慣性部品が前記本体に有効的に結合されることが好ましい。

好ましくは、歯接部は複数の第一噛歯と前記歯穴の複数の第二噛歯により噛合され、隣接する第一噛歯と第二噛歯の歯腹は面接触ではなく、点接触である。

本考案の目的、特徴及び効果をさらに理解させるために、以下、本考案の一実施例を挙げ、図面と合わせて詳しく説明する。
本考案の好ましい実施例の回転締め付け装置の斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図１の断面線3-3の断面図である。 図３の部分拡大図である。 図３の断面線5-5の断面図である。 図５の部分拡大図である。 本考案の回転締め付け装置の本体が異なる慣性部品と配合可能であることを示す。 本考案の回転締め付け装置および電動工具がネジ部品を回転させるのを示す側面図である。 本考案の回転締め付け装置の回転時の動作関係を示す。

図1、図２は本考案の好ましい実施例が提供する回転締め付け装置10であり、前記回転締め付け装置10は、本体20、慣性部品40及び弾性留め具50を有し、固定具（例えば、ネジ部品）を回転させる。

前記本体20は中心軸Cを有し、回転される時には前記中心軸Cを中心として回転し、前記本体20は中心軸Cを基準として対称する形をしている。本体20の両端には、連動端22及び駆動端24が設けられ、前記連動端22には、電動工具の駆動軸に接続されるように、多角形（例えば、四角形）の接続穴23が設けられる。前記駆動端24には、多角形（例えば、六角形または十二角形）のノック穴25が設けられ、ネジ部品に套接される。

本体20には環状の歯接部26が周設され、本実施例の前記歯接部には複数の第一噛歯27が等間隔で本体20に周設される。環状係合溝28は噛歯27と交差するように前記歯接部26に設けられる。図４は前記係合溝28の断面図を示し、前記係合溝28は開口部が広くて内部が狭い構造であり、二つの傾斜した溝壁である前記連動端22に近い後溝壁29、及び駆動端24に近い前溝壁30をそれぞれ形成する。前記前溝壁30の傾斜度が大きくて後溝壁29の傾斜度が小さく、前記後溝壁29の傾斜角度が緩やかで、前記前溝壁30は急傾斜である。

前記慣性部品40は、円盤状または円筒状のような環状体であり、その質量中心は慣性部品の中央に位置する。前記慣性部品は質量が対称する構造であり、図に示す円盤状または円筒状に限らず、さらにその外径は本体の外径より大きい。歯穴42は軸方向で慣性部品40を貫通するように設けられ、複数の第二噛歯44が等間隔で歯穴42の周壁に設けられる。環状嵌溝46は前記歯穴42の穴壁に設けられ、前記同噛歯44と交差する。前記慣性部品40の歯穴42は前記本体20の歯接部26と噛合され、これらの第一噛歯27と第二噛歯44はお互いに噛合されることができ、図５に示すように、慣性部品40が前記本体から離れるように分離することも可能である。

さらに、図６に示すように、前記各第一噛歯27と前記各第二噛歯44は、同様な歯形が好ましく（本実施例では方形歯である）、且つ第一噛歯27と第二噛歯44の歯の厚さT1、T2は異なり、または、第一噛歯27と第二噛歯44の歯腹271、441の傾斜度は異なるため、第一、第二噛歯27、44が噛合する時に、相隣する第一噛歯と第二噛歯の歯腹271、441は面接触ではなく、点接触である。

前記弾性留め具50は環状であり、本実施例では開閉可能であり、且つ弾性を有するC型留め金である。前記留め具50は前記嵌溝46に嵌合され、通常は、前記慣性部品40が前記本体20に噛合される時に、前記留め具50の外周縁は前記嵌溝46に嵌合され、留め具50の内周縁は前記係合溝28に嵌合されることで、すなわち、前記留め具50は同時に前記嵌溝46及び係合溝28に結合される。

前記慣性部品40は、歯穴42と歯接部26が噛合するように、前記本体20の任意の一端から前記本体に套接される。套接過程において、前記留め具50は弾性外張りながら前記慣性部品40の嵌溝46内に入り、前記嵌溝46と係合溝28が完全に対向する時に、前記留め具50は弾性閉合し、その内周縁は前記係合溝28により留められ，慣性部品40と本体20は結合し位置が決められ、分離しにくくなる。

図７に示すように、本考案により、複数の異なる質量を有する慣性部品40と本体20を配合して使用することが可能になる。上述の複数の異なる質量を有する慣性部品40とは、同じサイズの歯穴42を有し、前記本体20の歯接部26と配合する。そのため、使用者は回転させるネジ部品のサイズ及び必要な回転トルクに応じて、適切な質量の慣性部品を前記本体に装着し、前記裝置10が慣性モーメント及び回転トルクを変化させることができる。

ネジ部品を締めたい時には、図８に示すように、前記締め付け装置10の連動端22は電動工具（例えば、インパクトレンチ）60のトランスミッションシャフト(図示せず)と結合され，その駆動端24のノック穴25はネジ部品65と套接され、前記電動工具60が前記締め付け装置10を時計回り方向に回転させる時に、前記ネジ部品65を締めることができる。電動工具60が前記締め付け装置10を反時計回り方向に回転させる時に、ネジ部品65を緩めることができる。前記慣性部品40が回転する時の慣性モーメントにより、前記締め付け装置がその中心軸Cを中心にする接線方向の衝撃力を生成し、大きい瞬間トルクを産生し、ネジ部品を締めるまたは緩める効果を増加する。

図９に示すように、締め付け装置10が時計回り方向に回転する時に、右手の法則により、前記慣性部品40は、駆動端24に、接続対象物の方向に向かって移動する運動量を産生する。Fが示すように、慣性成分40の回転速度が早いほど、質量が大きいほど、前記運動量Fが大きくなる。本考案の設計は、前記係合溝28の前溝壁30の傾斜度が大きい、傾斜角度が大きいため、慣性部品40の運動量Fに抗する高い抵抗力を有し、慣性部品40が駆動端24の方向から本体20を離脱することと、慣性部品が接続対象物にぶつかることを防ぐ。

前記係合溝28の前溝壁30に高い抵抗力を持たせるために、大きい傾斜角度を有する以外に、前溝壁の摩擦力を増加する方法で実現できる。留め具50が前溝壁30より係合溝28から滑り出にくいようにし、慣性部品40を前記本体20に制限する。

さらに、第一噛歯27と第二噛歯44の歯腹271、441は点接触する設計を採用し、前記二つの噛歯27、44が係合して動かないことと、噛合して動かないことの発生を防ぐことができる。

本考案は、慣性部品を交換できる回転締め付け装置を提供し、駆動対象の固定具(ネジ部品)の大きさ及び締め付け要求に応じて、その慣性モーメント及び回転トルクを変換し、従来の回転締め付け装置の慣性モーメントの不変による問題点を解決する。

なお、前記係合溝28と前記嵌溝46は交換可能であり、すなわち、前記係合溝28は慣性部品40の歯穴42の穴壁に設けられ、これらの第二噛歯44と交差させ、また、前記嵌溝46は前記本体20の歯接部26に設けられ、これらの第一噛歯27と交差させる。前記留め具50は前記係合溝28及び前記嵌溝46に結合されることにより、同じ効果を達成する。

上記の実施例は本考案をよりよく説明するためのものであり、本考案を制限するわけではない。本考案と同効果を出す実施、修正は本考案の権利内のものとしてみなされる。

10 慣性回転締め付け装置
20 本体 22 連動端 23 接続穴
24 駆動端 25 ノック穴 26 歯接部
27 第一噛歯 271 歯腹 28 係合溝
29 後溝壁 30 前溝壁 C 中心軸
40 慣性部品 42 歯穴 44 第二噛歯
441 歯腹 46 嵌溝
50 弾性留め具
60 電動工具 65 ネジ部品

Claims (8)

1. 慣性回転締め付け装置であって、前記慣性回転締め付け装置は、本体と、環状の歯接部と、慣性部品と、弾性留め具とを含み、
   前記本体は、軸方向を中心として回転し、両端にはそれぞれ連動端と駆動端が設けられ、
   前記歯接部は、前記本体の周面に設けられ、
   前記歯接部には、環状の係合溝が設けられ、前記係合溝は、開口が広くて内部が狭い構造であり、
   前記慣性部品には、軸方向に設けられる歯穴が設けられ、
   前記歯穴の穴壁には、環状の嵌溝が設けられ、
   前記慣性部品の前記歯穴は前記本体の歯接部と噛合するか、または分離し、
   前記弾性留めは、環状であり、その周縁が前記係合溝及び前記嵌溝に嵌ることを特徴とする慣性回転締め付け装置。
2. 慣性回転締め付け装置であって、前記慣性回転締め付け装置は、本体と、環状の歯接部と、慣性部品と、弾性留め具とを含み、
   前記本体は、軸方向を中心として回転し、両端にはそれぞれ連動端と駆動端が設けられ、
   前記歯接部は、前記本体の周面に設けられ、前記歯接部には、環状の嵌溝が設けられ、
   前記慣性部品には、歯穴が軸方向に設けられ、
   前記歯穴の穴壁には、開口部は広くて内部は狭い構造の環状の係合溝が設けられ、
   前記慣性部品の前記歯穴は前記本体の歯接部と噛合するか、または分離し、
   前記弾性留めは、環状であり、その周縁が前記係合溝及び前記嵌溝に嵌ることを特徴とする慣性回転締め付け装置。
3. 前記係合溝には、前記連動端に近い後溝壁及び前記駆動端に近い前溝壁である、２つの傾斜した溝壁を有し、前記前溝壁の抵抗力が前記後溝壁より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の慣性回転締め付け装置。
4. 前記前溝壁は前記後溝壁より傾斜度が大きいことを特徴とする請求項３に記載の慣性回転締め付け装置。
5. 前記前溝壁は前記後溝壁より大きい摩擦力を有することを特徴とする請求項３に記載の慣性回転締め付け装置。
6. 前記歯接部は、等間隔で前記本体に周設される複数の第一噛歯を有し、
   前記歯穴は、等間隔で前記穴周壁に設けられる複数の第二噛歯を有し、
   前記歯接部と前記歯穴は前記の同第一噛歯と第二噛歯により噛合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の慣性回転締め付け装置。
7. 隣接する各第一噛歯と第二噛歯の歯腹は点接触であることを特徴とする請求項６記載の慣性回転締め付け装置。
8. 各前記第一噛歯と第二噛歯は四角形歯であ、且つ前記第一噛歯と前記第二噛歯の歯腹の傾斜度が異なることを特徴とする請求項7に記載の慣性回転締め付け装置。